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煤磨袋式除尘器的先进技术
发布时间:2020-06-22 18:22
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  煤磨袋式除尘器的先进技术
 
  在水泥行业,煤磨的收尘采用袋式除尘器已广为应用,但由于煤磨设备的发展,煤粉的输送已取消细粉分离器,而由袋式除尘器(袋式收尘器)兼而代之,由而袋式除尘器入口浓度大大增加,原有MDC、FMC型等袋式除尘器已不能胜任,且其原有的泄爆阀也存在不少问题。公司据此开展了研究,开发了新一代的DFMC型煤磨袋式除尘器,并在鉴定会上获得了通过,结论是技术水平属国内领先水平。
煤磨袋式除尘器的先进技术
 
  一、煤磨烟气的特性
 
  煤磨烟气中所含粉尘为煤粉,浓度大,粒度细,易燃易爆。
 
  1、煤粉的几项特性:据煤炭科研部门试验表明
 
  a、煤粉的爆炸极限
 
  烟 煤 爆炸下限浓度:110~335g/m3,爆炸上限浓度:1500g/m3。
 
  无烟煤 爆炸下限浓度:45~55g/m3,爆炸上限浓度:1500~2000g/m3。
 
  b、煤粉可燃爆的粒度:上限为0.5~0.8mm,粒经小于75μm更易于燃爆。
 
  c、煤粉的着火温度:500~530℃,自燃温度:140~350℃。
 
  d、煤的挥发份
 
  无烟煤挥发份≤10%,无爆炸危险。
 
  烟煤挥发份>10%,有爆炸危险,百分比愈大,爆炸性愈大。
 
  2、煤粉只要具备如下三要素,才可能进行燃烧和爆炸,缺一不行:
 
  a、有可燃物质一煤粉;b、有氧气;c、有点燃源
 
  3、水泥厂煤磨工艺流程是煤磨排出的含煤粉烟气先流经粗粉分离器再经细粉分离器至除尘器,其粉尘浓度较低,约为70g/m3左右。随着技术的发展与进步,取消细粉分离器,含煤粉烟气经粗粉分离器后即直接至除尘器。此时,煤粉的浓度提高至300~700g/m3,在除尘器空间内煤粉弥漫正处于燃爆范围内。而煤粉的浓度很细,比表面积大,粒度<80μm的占80%左右;水泥厂现又多采用烟煤,挥发性一般在10~30%,也均处于燃爆范围。此外由于煤磨属于烘干磨,烟气中有一定水份含量,露点一般在50~55℃,易于结露。
 
  4、氧气的浓度在15~17%以上,易引起燃爆,小于14%视为惰性气体。
 
  水泥厂煤粉制备工艺系统——煤磨布置在窑尾(指回转窑),利用窑尾烟气作为烘干介质时,烟气中含氧量低,有抑制燃煤的作用——对防燃防爆要求低。当布置在窑头利用窑头冷却机的热风或利用热风炉的热风作烘干介质时,热风中含氧量将高达21%,具备燃爆条件。
 
  5、点燃源,煤磨是否具有煤粉燃爆的自燃或着火温度范围?水泥厂煤磨入口温度一般不大于400℃,煤磨出口烟气温度为避免结露需高于露点温度15~30℃,一般控制在70~85℃,但当利用窑尾烟气作烘干用时,因其水份含量有时高达6%,煤磨烟气出口应高于露点温度30~35℃,一般控制在85~90℃。可见其出口烟气温度均在着火或自燃温度范围外。
 
  二、先进的袋式除尘器
 
  综上所述,煤磨烟气中煤粉的挥发份(烟煤)、粒度、浓度均在燃爆范围内,含氧量有可能较多,必须在研制的袋式除尘器中加以预防。预防的重点在消灭可能的点火源,其次是降低除尘器的漏风量,以免增加进入空气的含氧量,增设泄压防爆安全阀。研制的除尘器内不允许存在能积聚煤粉的平面和死角,不允许产生静电的积聚和火花,不允许存在产生冲击摩擦的机械传动装置,不允许有高温表面,以防止产生点火源。
 
  公司研制的先进煤磨袋式除尘器具有如下特点:
 
  1、采用高浓度、高效脉冲袋式除尘器,型号为DFMC型:
 
  此种专用于煤磨而开发的脉冲除尘器,综合了分室反吹、脉冲喷吹清灰除尘器的优点,具有处理粉尘浓度大,清灰能力强,收尘效率高的特点。采用离线分室停风脉冲喷吹清灰技术,能处理高达1000g/m3粉尘浓度的含尘气体,排放浓度≤50mg/m3,针对煤磨粉尘的特性,采用有多项防燃防爆结构和措施。
 
  除尘器的工作流程:
 
  过滤工况:含煤尘气体由除尘器箱体侧进风道,经斜隔板转向均匀地进入各分室灰斗,大颗粒尘由于惯性碰撞和重力沉降作用而沉入灰斗,细尘折转随气流向上进入过滤室,被滤袋拦截筛滤而附于其表面,净化后的气体透过滤袋经袋口进入各分室清洁室再经总排风道由除尘系统的主风机吸出而经烟囱排入大气。
 
  清灰工况:随着过滤工况的连续运行,积附于滤袋外表的煤尘层不断增厚,气流通过的阻力也逐步增大,当阻力达到设定值(如1470Pa)时,安于除尘器上的压差发送仪(定压控制)发出讯号,可编程序控制仪(PLC)开始启动,发出指令依序依次切换各分室的提升阀关闭、开启,切换各室的脉冲阀对滤袋进行停风脉冲喷吹清灰。如首先关闭第一分室提升阀,切断含尘气流通过,再开启脉冲阀对分室中所有滤袋进行停风脉冲清灰,使滤袋内外压差恢复至原先过滤时阻力,经约1分钟时间间隔,使清下煤尘沉降后,再开启提升阀恢复第一分室的过滤。各分室依次循环按序清灰,直至最后一室清灰完。PLC程控仪也可手动或定时进行控制。
 
  2、设计有一整套先进的防燃防爆技术
 
  a、本体结构的设计,为防止除尘器内部构件煤粉的积聚,消除积灰的平面,设置了防尘板,板的斜度大于70°。各分室的灰斗锥体角度大于70°,一个灰斗的两斗壁夹角太小易积灰,在相邻两侧板加焊溜料板,加大空间圆角,消除煤粉的沉积。考虑到由于操作不当或烟气含水份高、温度低时而出现灰斗内结露形成煤粉堵塞,在灰斗壁上增设有灰斗电加热装置并保温。为防止灰斗内蓬料,在各灰斗的壁面还设置了仓壁振打器。灰斗下设有大容量卸灰阀。
 
  b、滤袋所用滤料的选用,考虑到过滤时,高浓度煤粉与气流的摩擦对滤袋的冲击摩擦,在滤袋表面易产生静电,静电的积聚会引发火花和燃爆。同时还考虑到煤磨烟气中含水份高的特点,滤袋选用了带导电纤维的可消除静电的防水防油防静电绦纶针刺毡滤料,并采取了除尘器整体接地措施。
 
  c、防燃防爆泄压安全阀的设计,为防止煤粉燃烧爆炸伤人和损坏除尘器,在除尘器旁侧设有泄压安全阀。过去的泄压阀多采用单纯的重锤式或破裂板式,其主要缺点是在发生爆炸后,泄压阀口敞开,除尘器无法继续工作,且泄压压力难以控制。现除尘器产品设计了新型的双层带安全锁的泄压阀,即设置了爆破片与带安全锁的密封门双层结构。在平时安全门锁是关闭的,当遇爆炸时,爆破片破裂,安全门锁由除尘器内部巨大的压力顶开进行泄压,泄压后,安全门锁自动关闭,密封泄压口以防止漏风。安全门锁的释放力可通过弹簧来调整其大小,门锁据密封门门面大小布置4~6个不等。爆破片采用,要求爆破压力精度高、泄放面积大、密封性好、耐腐蚀、动作灵敏、安全可靠。爆破压力一般采用0.01MPa。为保证质量、安全可靠、泄爆压力准确,爆破片选用专业厂家生产的(如安全设备厂)不锈钢爆破片。
 
  d、除尘器的过滤风速宜选用≤1.0m/min
 
  e、为保证密封,除尘器的漏风率宜<3%,愈低愈好,避免过多氧气进入除尘器。
 
  f、压力及温度的监测,在除尘器的过滤室设压力监测,在除尘器的出口、灰斗设温度监测。
 
  g、其它安全措施:对于大型煤磨除尘器和有条件的厂家,要求在除尘器的出口装设CO检测仪,并配备CO2或N2消防灭火装置。一方面可以随时检测CO的浓度,一方面又可在CO浓度达到燃爆限度时自动报警,在出现燃烧时可在中控室遥控或现场控制打开消防灭火装置对除尘器内部燃烧处进行灭火,以避免出现爆炸情况。
 
  h、在维护管理上要求生产厂家加强对除尘器的管理和维护,特别加强对明火的控制,加强对除尘器及粗粉分离器卸灰的检查,不使二者灰斗中存留过多的煤粉,以避免煤粉的自燃。
 
  三、煤磨袋式除尘器的应用
 
  1、煤磨脉冲袋式除尘器已应用于多个水泥厂,使用效果均很好,各项参数均达到了设计要求,未发生燃爆现象,排放浓度<50mg/m3。
 
  经过二年的使用,用户反映良好,运行稳定、可靠,有效地保证了煤磨系统的正常工作,经环保部门测试:
 
  入口含尘浓度:450g/m3,出口排放浓度:<50mg/m3。
 
  3、煤磨脉冲袋式除尘器生产已形成系列产品,可供用户选用。
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